نضام ا لتبريد بلاعتماد على التسخين

يعتبر التبريد من أهم متطلبات الحياة؛ حيث لا يخلو أي بيتٍ حديث الآن من أجهزة التبريد؛ سواء كانت ثلاجات لحفظ المواد الغذائية، أو أجهزة التكييف المنزلية.

ويستخدم التبريد أيضًا في الصناعة بشكل كبير جدًّا؛ فهناك عمليات صناعية كثيرة تعتمد أساسًا على التبريد، مثل: فصل الغازات بالتبريد، وحفظ المواد الغذائية؛ سواء بالتجميد، أو البسترة، ويستخدم أيضاً في تبريد الموائع الداخلة في العديد من الصناعات المختلفة.

ودائرة التبريد البسيطة الموجودة في معظم الثلاجات المنزلية تعتمد على وجود مائع التبريد (الفريون)؛ حيث يتم ضغطه وهو سائل من خلال الضاغط Pump)) حتى يصل إلى المبخر (Evaporator)- وهو المعروف بالفريزير- وفيه يمتص الفريون الحرارة من المواد الغذائية المحفوظة، ونتيجة اكتسابه هذه الحرارة يتبخر، ثم يتم تبريد الفريون في المكثف (condenser) وتحويله من الصورة الغازية إلى الصورة السائلة مرة أخرى؛ حيث يذهب السائل إلى الضاغط مرة أخرى وتدور الدائرة.

وجميع دوائر التبريد من هذه النوعية- وتسمى دوائر التبريد بالانضغاط- تحتاج إلى تيار كهربي؛ لإدارة الضاغط الذي يعتبر المصدر الأساسي لتحريك دائرة التبريد. ولكن هناك بعض الظروف الخاصة التي نحتاج فيها للتبريد، ولا يكون لدينا كهرباء؛ فماذا نفعل؟

لا بد هنا أن نتذكر العالم الفرنسي "كاري"، الذي قدّم لنا أقدم نظام تبريد معروف، وهو نظام التبريد بالامتصاص؛ حيث لا يحتاج هذا النظام إلى كهرباء، بل يحتاج إلى النار!!

ويعتمد هذا النظام على ظاهرة توجد لدى بعض المواد عند تبريدها؛ حيث يصبح لها القدرة على امتصاص مواد أخرى، وعند إعادة تسخينها تتخلص من المواد التي امتصتها قبل ذلك، أي أننا في هذا النظام للتبريد لدينا نوعان من المواد- قد تكون صلبة أو سائلة- الأول يُعرف باسم المواد الماصّة (absorber)، والثاني يُعرف بمائع التبريد (Refrigerants).

ويمكن استخدام نظام التبريد بالامتصاص لسعات تبريد تتراوح بين 100 وات للثلاجات المنزلية وثلاجات الرحلات وسعات كبيرة تصل إلى حوالي 3000 طن تبريد للعمليات الصناعية المختلفة.

وهناك العديد من دوائر التبريد بالامتصاص، ولكننا سنوضح أيسرها تركيبًا؛ لنتعرف على الفكرة الأساسية للتبريد بالامتصاص.

أنظمة متقطعة الأداء (Periodic performance system)


يستخدم نظام التبريد المتقطع كلوريد الكالسيوم (Ca CL3)- وهو في الحالة الصلبة- كمادة ماصّة، والأمونيا (NH3) كمائع تبريد، وتنقسم دورة التبريد إلى جزأين:
1-عند تسخين كلوريد الكالسيوم الصلب والمشبع بالأمونيا تتبخر الأمونيا، ويسري البخار خلال المكثف (Condenser)؛ حيث تقل درجة حرارتها، وتتحول الأمونيا من الصورة الغازية إلى الصورة السائلة، ويتم تجميع هذا السائل في خزان (Reservoir).

2-أما الجزء الثاني من الدائرة فيبدأ عند وضع الخزان داخل المكان المراد تبريده؛ حيث يمتص سائل الأمونيا الحرارة من الوسط المحيط به، ويتحول بهذه الحرارة المكتسبة من سائل إلى بخار يسري إلى المصاص؛ حيث يمتصه كلوريد الكالسيوم، وبالتسخين تدور الدائرة مرة أخرى.

والدائرة السابق توضيحها- كما هو واضح- تعمل بطريقة متقطعة، وهو ما يجعلها منخفضة الكفاءة؛ ولهذا توجد دوائر تبريد بالامتصاص أخرى تعمل بشكل مستمر، وتُستخدم بالفعل في الصناعة، ولكنها معقدة التركيب.

وكما هو واضح أيضًا أن دوائر التبريد بالامتصاص لا تحتوي على أي أجزاء متحركة تحتاج إلى الكهرباء، بل إن العنصر الرئيسي للحركة هو الحرارة.

ومن عيوب دوائر التبريد بالامتصاص أن كفاءتها منخفضة ومعقدة التركيب وكبيرة في الحجم، ولكن العيب الأهم هو وجود غاز الأمونيا أو النشادر (NH3)، وهو غاز سام، وهو ما يتطلب شروطًا خاصة من احتياطات الأمن أثناء التشغيل.